La fusione nucleare ha un’enorme promessa come fonte di energia pulita e abbondante che potrebbe alimentare il mondo.
Ora, i ricercatori di fusione presso un laboratorio nazionale negli Stati Uniti hanno raggiunto qualcosa su cui i fisici hanno lavorato per decenni, un processo noto come “accensione”. Questo passaggio comporta l’ottenimento di più energia dalle reazioni di fusione di quella immessa da un laser.
Ma quanto siamo vicini a produrre energia dalla fusione che possa alimentare le case delle persone? Mentre l’accensione è solo una prova di principio e un primo passo in un processo molto lungo, anche altri sviluppi sono in cantiere e insieme potrebbero suscitare un rinnovato entusiasmo per rendere la fusione una realtà pratica.
Innanzitutto è importante riconoscere che l’ultimo risultato è davvero una vera pietra miliare. I ricercatori del National Ignition Facility (NIF) in California hanno sparato il laser più grande del mondo contro una capsula piena di combustibile a idrogeno, facendola implodere e avviando reazioni di fusione che imitano ciò che accade nel Sole.
L’energia di fusione rilasciata dall’implosione è stata superiore a quella immessa dal laser, un risultato enorme dato che, solo pochi anni fa, il laser NIF poteva emettere solo circa un millesimo dell’energia immessa.
Tuttavia, è stato necessario immettere nel laser circa 10.000 volte più energia di quanta ne producesse in energia luminosa. Può essere eseguito solo una volta al giorno. E ogni obiettivo è progettato in modo così squisito che ognuno costa migliaia di dollari.
Rappresentazione artistica del pellet di combustibile a idrogeno (sfera bianca) all’interno di una capsula. I laser riscaldano e comprimono il pellet fino al punto in cui si verificano le reazioni di fusione.
Per produrre un reattore per una centrale elettrica funzionante, avresti bisogno di un laser che produca energia luminosa con un’efficienza molto maggiore (poche decine di percento) e colpisca i bersagli con successo dieci volte al secondo, con ogni bersaglio che costa qualche penny o giù di lì. Inoltre, ogni colpo laser dovrebbe produrre molte volte, forse 100 volte, più energia di quanta ne sia stata immessa.
In realtà sono state fatte pochissime ricerche sui “reattori” a fusione, in cui i neutroni delle reazioni aiuterebbero ad azionare una turbina a vapore per produrre elettricità. Ma ci sono altri motivi per sperare.
In primo luogo, mentre NIF ha impiegato più di un decennio per ottenere l’accensione, durante lo stesso periodo, gli scienziati hanno sviluppato in modo indipendente nuovi laser. Questi utilizzano dispositivi elettronici chiamati diodi per trasferire energia al laser e sono molto, molto efficienti, convertendo una buona frazione dell’elettricità dalla rete in luce laser.
È stato dimostrato che le versioni prototipo di tali laser funzionano a velocità di 10 volte al secondo, che sarebbero necessarie per essere utili nella fusione. Questi laser non hanno ancora le dimensioni necessarie per la fusione, ma la tecnologia è collaudata e il Regno Unito è all’avanguardia in questo tipo di ricerca.
Inoltre, l’approccio alla fusione utilizzato dagli scienziati del NIF presenta alcune ben note inefficienze intrinseche e ci sono molte altre idee che potrebbero essere molto più efficaci.
Nessuno è assolutamente certo che queste altre idee funzionerebbero, poiché hanno i loro problemi unici e non sono mai state provate su larga scala. Per farlo sarebbero necessari centinaia di milioni di dollari di investimenti per ciascuno di essi senza alcuna garanzia di successo (altrimenti non sarebbe ricerca). Tuttavia, ora soffia un vento di cambiamento: il settore privato.
Vari fondi con prospettive a lunghissimo termine hanno iniziato a investire in nuove imprese in fase di avviamento che promuovono la fusione come fonte di energia commercialmente praticabile. Dato che è stata l’industria privata a rivoluzionare il mercato delle auto elettriche (e l’industria dei razzi), forse anche quel settore potrebbe dare alla fusione la “spinta” di cui ha bisogno.
La fusione nucleare è lo stesso processo che alimenta il Sole. NASA/SDO
Le aziende private possono lavorare molto più velocemente dei governi e ruotare rapidamente per adottare nuove idee quando necessario. Le stime del finanziamento privato totale nel settore ora superano i 2 miliardi di dollari (1,6 miliardi di sterline), noccioline rispetto ai 2 trilioni di dollari (1,6 trilioni di sterline) di entrate prodotte ogni anno dall’industria del petrolio e del gas. C’è ancora molto spazio sul mercato per i giocatori ad alto rischio e ad alto rendimento.
Gli ultimi risultati mostrano che la scienza di base funziona: le leggi della fisica non ci impediscono di raggiungere l’obiettivo di energia pulita illimitata dalla fusione. I problemi sono tecnici ed economici. Mentre la fusione potrebbe essere troppo lontana per risolvere le questioni sulla scala temporale di un decennio o due, l’ultimo progresso rafforzerà almeno l’entusiasmo per la soluzione di una delle grandi sfide dell’umanità.
